5.15: Principio de Aufbau

Figura\(\PageIndex{1}\) (Crédito: Gary Minnaert; Fuente: Commons Wikimedia, Archivo: LACMA BCAM02.jpg (opens in new window) [commons.wikimedia.org]; Licencia: Dominio público)

¿Cómo se construyen los edificios?

La construcción de un edificio comienza en la parte inferior. Se ponen los cimientos, y el edificio sube paso a paso. Obviamente no se puede comenzar con el techo, ya que no hay lugar para colgarlo. El edificio va del nivel más bajo al nivel más alto de manera sistemática.

Principio de Aufbau

Para crear configuraciones electrónicas de estado fundamental para cualquier elemento, es necesario conocer la forma en que se organizan los subniveles atómicos en orden de aumentar la energía. La figura\(\PageIndex{2}\) muestra el orden de aumento de la energía de los subniveles.

Figura\(\PageIndex{2}\): Los electrones se agregan a los orbitales atómicos en orden de baja energía (parte inferior de la gráfica) a alta (parte superior de la gráfica), según el principio de Aufbau. Los niveles de energía principales están codificados por colores, mientras que los subniveles se agrupan, y cada círculo representa un orbital capaz de contener dos electrones. (Crédito: Christopher Auyeung; Fuente: Fundación CK-12; Licencia: CC BY-NC 3.0 (opens in new window))

El subnivel de energía más bajo es siempre el\(1s\) subnivel, que consiste en un orbital. El electrón único del átomo de hidrógeno ocupará el\(1s\) orbital cuando el átomo se encuentre en su estado fundamental. A medida que procedemos a átomos con múltiples electrones, esos electrones se agregan al siguiente subnivel más bajo:\(2s\),\(2p\),\(3s\), y así sucesivamente. El principio de Aufbau establece que un electrón ocupa orbitales en orden de menor energía a mayor. El principio Aufbau (alemán para la construcción, construcción) a veces se conoce como el principio de “construir”. Cabe señalar que en realidad, los átomos no se construyen añadiendo protones y electrones uno a la vez, y que este método no es más que una ayuda para entender el resultado final.

Como se ve en la figura anterior, las energías de los subniveles en diferentes niveles de energía principales eventualmente comienzan a superponerse. Después del\(3p\) subnivel, parecería lógico que el\(3d\) subnivel sea el siguiente más bajo en energía. Sin embargo, el\(4s\) subnivel es ligeramente inferior en energía que el\(3d\) subnivel y así se llena primero. Siguiendo el llenado del\(3d\) subnivel es el\(4p\), luego el\(5s\) y el\(4d\). Tenga en cuenta que el\(4f\) subnivel no se llena hasta justo después del\(6s\) subnivel. La figura\(\PageIndex{2}\) es una ayuda útil y sencilla para realizar un seguimiento del orden de llenado de los subniveles atómicos.

Figura\(\PageIndex{3}\): El principio Aufbau se ilustra en el diagrama siguiendo cada flecha roja en orden de arriba a abajo:\(1s\),\(2s\),\(2p\),\(3s\), etc. (Crédito: Christopher Auyeung; Fuente: Fundación CK-12; Licencia: CC BY-NC 3.0 (opens in new window))

Resumen

• El principio Aufbau da el orden de llenado de electrones en un átomo.
• Se puede utilizar para describir las ubicaciones y niveles de energía de cada electrón en un átomo dado.

Revisar

1. ¿Cuál es el principio de Aufbau?
2. ¿Cuál orbital se llena después de la\(2p\)?
3. ¿Cuál orbital se llena después\(4s\)?
4. ¿Cuál orbital se llena después\(6s\)?